KR20140038080A - Semiconductor device for fingerprint recognition and method for manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a semiconductor device for fingerprint recognition and a method for manufacturing the same and more specifically, to a semiconductor device for fingerprint recognition in a new structure using a through mold via to be stronger than an existing semiconductor device while having mass-productivity, and a method for manufacturing the same. The present invention provides the semiconductor device for fingerprint recognition and the method for manufacturing the same which comprise: a semiconductor chip for a fingerprint sensor; a substrate to which the semiconductor chip for a fingerprint sensor is attached; a conductive wire connected between a bonding pad of the semiconductor chip and a first conductive pattern of the substrate; and a molding compound resin which molds and seals the lower part of the semiconductor chip and the conductive wire except for a fingerprint sensing part formed on the upper surface of the semiconductor chip. The semiconductor device for fingerprint recognition is characterized by comprising: a pre-solder ball fused on a second conductive pattern of the substrate; a through mold via passing through from the upper surface of the molding compound resin to the upper part of the pre-solder ball; and conductive materials filled in the through mold via to be electrically connected to the pre-solder ball, and coated over the surface of the molding compound resin around the through mold via.

Description

지문 인식용 반도체 장치 및 그 제조 방법{Semiconductor device for fingerprint recognition and method for manufacturing the same}Technical Field [0001] The present invention relates to a semiconductor device for fingerprint recognition,

본 발명은 지문 인식용 반도체 장치 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 기존의 반도체 장치 대비 보다 강건하면서도 양산성을 갖도록 관통 몰드 비아를 이용한 새로운 구조의 지문 인식용 반도체 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device for fingerprint recognition and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a semiconductor device for fingerprint recognition having a new structure using a through-mold via so as to be more robust and mass- .

최근, 보안 및 기밀 유지를 위한 산업체 및 연구소를 비롯하여, 일반 가정 및 아파트 등의 출입통제, 금융권의 ATM 및 모바일 폰 등에서는 신원 확인을 위해 생체인식에 의한 인증기술이 적용되고 있다.In recent years, biometrics authentication technology has been applied to identity control in access control of general households and apartments, ATMs and mobile phones of financial institutions, as well as industrial and research institutes for security and confidentiality.

보안 인증을 위한 생체인식의 종류로서, 사람마다 서로 다른 지문, 홍채, 목소리, 얼굴, 혈관 등을 사용하고 있지만, 그 중에서 지문 인식은 편의성이나 보안성 등 여러 가지 이유로 현재 가장 많이 상용화되어 있다.As a kind of biometric identification for security authentication, different fingerprints, irises, voices, faces, blood vessels, etc. are used for each person. Among them, fingerprint recognition is most commercialized for various reasons such as convenience and security.

지문 인식 방법은 크게 광학식 검출법과 반도체식 검출법이 있으며, 반도체식 검출법에는 온도 및 압력센서를 이용한 방식과 정전용량식 검출 방식 등이 있고, 또한 사용방법으로 분류되는 지문인식 방식에는 지문 전체를 한번에 감지하는 방식과 지문을 스캔하여 지문의 일부분을 연속적으로 감지하는 방식이 있다.There are two types of fingerprint recognition methods: optical detection and semiconductor detection. Semiconductor detection methods include temperature and pressure sensors and capacitive detection methods. In addition, fingerprint recognition methods classified into use methods detect the entire fingerprint at a time And a method of continuously detecting a part of the fingerprint by scanning the fingerprint.

특히, 정전 용량식 검출법은 지문 인식용 반도체 장치의 지문 센싱부에 형성된 전극과 손가락 간의 정전 용량값을 감지하는 방법이며, 이를 위해 정전 용량식의 지문 인식용 반도체 장치에는 손가락을 접촉시켜 한 방향으로 스위핑하는 센싱 영역 즉, 지문 검출을 위하여 손가락이 닿는 지문 센싱부가 외부로 노출된 구조로 되어 있다.In particular, the capacitive detection method is a method of sensing the capacitance value between an electrode and a finger formed on a fingerprint sensing part of a semiconductor device for fingerprint recognition. To this end, a capacitive type semiconductor device for fingerprint recognition is used A sweeping sensing area, that is, a fingerprint sensing part that a finger touches for detecting a fingerprint is exposed to the outside.

여기서, 종래의 지문 인식용 반도체 장치에 대한 구조를 살펴보면 다음과 같다.Hereinafter, a structure of a conventional semiconductor device for fingerprint recognition will be described.

첨부한 도 4는 종래의 지문 인식용 반도체 장치의 일례로서, 도면부호 10은 지문 센서용 반도체 칩을 나타내고, 도면부호 20은 반도체 칩이 탑재되는 기판을 나타낸다.Fig. 4 is an example of a conventional semiconductor device for fingerprint recognition. In Fig. 4, reference numeral 10 denotes a semiconductor chip for a fingerprint sensor, and 20 denotes a substrate on which a semiconductor chip is mounted.

상기 지문 센서용 반도체 칩(10)의 상면에는 손가락 등이 접촉되는 지문 센싱부(12)가 형성되어 있고, 사방 테두리에는 와이어 본딩을 위한 본딩패드(11)가 형성되어 있으며, 반도체 칩 주변의 기판(20) 상면에는 와이어 본딩을 위한 제1전도성패턴(22)이 형성되어 있다.A fingerprint sensing unit 12 is formed on the top surface of the fingerprint sensor semiconductor chip 10 so that a finger or the like is brought into contact with the fingerprint sensing unit 12. Bonding pads 11 for wire bonding are formed on the four sides of the fingerprint sensor, A first conductive pattern 22 for wire bonding is formed on the upper surface of the first conductive pattern 20.

상기 기판(20)에 반도체 칩(10)이 부착된 상태에서, 반도체 칩(10)의 본딩패드(11)와 기판(20)의 제1전도성패턴(22) 간을 도전성 와이어(14)로 연결된 다음, 반도체 칩(10)을 비롯한 도전성 와이어(14) 등이 몰딩 컴파운드 수지(16)로 몰딩되어 봉지되는 상태가 된다.The bonding pad 11 of the semiconductor chip 10 and the first conductive pattern 22 of the substrate 20 are connected with the conductive wire 14 in a state where the semiconductor chip 10 is attached to the substrate 20 Next, the conductive wire 14 or the like including the semiconductor chip 10 is molded with the molding compound resin 16 and sealed.

물론, 상기 반도체 칩(10)의 상면에 형성된 지문 센싱부(12)는 손가락 등이 접촉되도록 몰딩 컴파운드 수지(16)로 봉지되지 않고 외부로 노출되는 상태가 된다.Of course, the fingerprint sensing unit 12 formed on the upper surface of the semiconductor chip 10 is exposed to the outside without being sealed by the molding compound resin 16 so that a finger or the like is brought into contact with the fingerprint sensing unit.

이때, 상기 기판(20)의 제1전도성패턴(22)의 외곽쪽에는 제2전도성패턴(24)이 형성되는 바, 이 제2전도성패턴(24)에는 반도체 칩(10)에 비하여 더 높은 도전성 금속블럭인 베젤(26)이 몰딩 컴파운드 수지(16)에 의한 몰딩 공정 전에 부착되어, 그 상면이 몰딩 컴파운드 수지(16)에 의한 몰딩 공정 후에 지문 센싱부(12)와 함께 외부로 노출되는 상태가 되고, 외부로 노출된 베젤(26) 위에는 전도성 물질(28)이 코팅된다.At this time, a second conductive pattern 24 is formed on the outer side of the first conductive pattern 22 of the substrate 20, and the second conductive pattern 24 has higher conductivity The bezel 26 is attached before the molding process by the molding compound resin 16 and the upper surface of the bezel 26 is exposed to the outside together with the fingerprint sensing unit 12 after the molding process by the molding compound resin 16 And the conductive material 28 is coated on the bezel 26 exposed to the outside.

최종적으로, 기판(20)의 저면에 형성된 볼패드에는 솔더볼(18)이 융착되고, 이렇게 기판(20)의 저면에 부착된 솔더볼(18)이 지문 인식용 전자기기의 마더보드에 부착된다.Finally, a solder ball 18 is fused to the ball pad formed on the bottom surface of the substrate 20, and thus the solder ball 18 attached to the bottom surface of the substrate 20 is attached to the mother board of the electronic device for fingerprint recognition.

따라서, 사용자가 손가락을 1차적으로 베젤(26) 위에 코팅된 전도성 물질(28) 위에 접촉하면, 지문 인식용 반도체 칩(10)의 지문 인식 활성을 위한 인에이블 구동 신호가 지문 인식용 전자기기의 마더보드쪽으로 입력되고, 마더보드에서는 지문 인식용 반도체 칩(10)에 지문 인식 구동 신호를 보냄으로써, 지문 인식용 반도체 칩(10)이 지문 인식을 위하여 인에이블되는 상태가 된다.Therefore, when the user first touches the finger on the conductive material 28 coated on the bezel 26, an enable drive signal for the fingerprint recognition activity of the fingerprint recognition semiconductor chip 10 is applied to the fingerprint recognition electronic device And the mother board sends a fingerprint recognition drive signal to the semiconductor chip 10 for fingerprint recognition, whereby the semiconductor chip 10 for fingerprint recognition is enabled for fingerprint recognition.

이어서, 사용자가 손가락을 2차적으로 지문 센서용 반도체 칩(10)의 지문 센싱부(12)에 슬라이드 접촉시키면, 지문 센싱부(12)에서 사용자의 지문 패턴을 인식하는 동시에 지문의 패턴을 인식한 신호를 도전성 와이어(14)와, 기판(20)의 제1전도성패턴(22)과, 솔더볼(18)을 통하여 지문 인식용 전자기기의 마더보드쪽으로 전송하게 된다.Then, when the user touches the fingerprint sensing unit 12 of the semiconductor chip 10 for fingerprint sensor, the fingerprint sensing unit 12 recognizes the fingerprint pattern of the user and recognizes the pattern of the fingerprint The signal is transmitted to the mother board of the electronic device for fingerprint recognition through the conductive wire 14, the first conductive pattern 22 of the substrate 20, and the solder ball 18. [

연이어, 마더보드의 메모리부에 기입력된 사용자의 지문과 대조하는 로직이 진행됨으로써, 사용자 지문에 대한 인증 여부를 결정하게 된다.Subsequently, the logic for checking the fingerprint of the user entered in the memory unit of the mother board proceeds to determine whether or not the user fingerprint is authenticated.

그러나, 종래의 일례에 따른 지문 인식용 반도체 장치는 다음과 같은 단점이 있다.However, the conventional semiconductor device for fingerprint recognition has the following disadvantages.

상기 베젤이 부피가 크고 무게가 나가는 덩어리 형태의 도전성 금속블럭으로 되어 있기 때문에 지문 인식용 반도체 장치의 전체 부피 및 무게를 증가시키는 원인이 되고 있고, 특히 베젤의 단가가 비싸서 제조 비용 상승의 원인이 되고 있으며, 결국 양산성이 떨어지는 단점이 있다.Since the bezel is made of a bulky conductive metal block having a large volume and a large weight, the entire volume and weight of the semiconductor device for fingerprint recognition is increased. In particular, the bezel has a high unit price, There is a disadvantage that mass production is inferior in the end.

이러한 단점을 감안하여, 첨부한 도 5에 도시된 바와 같은 지문 인식용 반도체 장치의 다른 예가 제안되고 있다.In view of such disadvantages, another example of the semiconductor device for fingerprint recognition as shown in Fig. 5 is proposed.

즉, 종래의 지문 인식용 반도체 장치의 다른 예는 상기한 일례의 구조와 동일하게 구성되지만, 베젤(26)에 비하여 부피가 작고 가벼우면서 저렴한 구리 와이어(30)를 베젤 대신 적용한 점에 특징이 있다.That is, another example of the conventional semiconductor device for fingerprint recognition has the same structure as that of the above-described example, but is characterized in that a copper wire 30 having a smaller volume and a lower cost compared to the bezel 26 is applied instead of the bezel .

따라서, 사용자가 손가락을 1차적으로 구리 와이어(30) 위에 코팅된 전도성 물질(28) 위에 접촉하면, 지문 인식용 반도체 칩(10)의 지문 인식 활성을 위한 인에이블 구동 신호가 지문 인식용 전자기기의 마더보드쪽으로 입력되고, 마더보드에서는 지문 인식용 반도체 칩(10)에 지문 인식 구동 신호를 보냄으로써, 지문 인식용 반도체 칩(10)이 지문 인식을 위하여 인에이블되는 상태가 된다.Therefore, when the user first touches the finger on the conductive material 28 coated on the copper wire 30, the enable drive signal for the fingerprint recognition activity of the fingerprint recognition semiconductor chip 10 is applied to the fingerprint recognition electronic device And the motherboard sends a fingerprint recognition drive signal to the semiconductor chip 10 for fingerprint recognition so that the fingerprint recognition semiconductor chip 10 is enabled for fingerprint recognition.

이어서, 사용자가 손가락을 2차적으로 지문 센서용 반도체 칩(10)의 지문 센싱부(12)에 슬라이드 접촉시키면, 지문 센싱부(12)에서 사용자의 지문 패턴을 인식하는 동시에 지문의 패턴을 인식한 신호를 도전성 와이어(14)와, 기판(20)의 제1전도성패턴(22)과, 솔더볼(18)을 통하여 지문 인식용 전자기기의 마더보드쪽으로 전송하게 된다.Then, when the user touches the fingerprint sensing unit 12 of the semiconductor chip 10 for fingerprint sensor, the fingerprint sensing unit 12 recognizes the fingerprint pattern of the user and recognizes the pattern of the fingerprint The signal is transmitted to the mother board of the electronic device for fingerprint recognition through the conductive wire 14, the first conductive pattern 22 of the substrate 20, and the solder ball 18. [

그러나, 상기 구리 와이어(30)의 양단이 제2전도성패턴(24)에 부착된 상태에서 구리 와이어(30)의 상단부가 아치형으로 구부러진 형태로 배열되어야 함에 따라, 구리 와이어를 부착할 때의 핸들링 및 컨트롤이 어려운 단점이 있고, 구리 와이어는 휘어진 상태를 유지하는 강성이 부족하며, 특히 제조 공정 중의 외력에 의하여 단선될 우려가 있는 단점이 있다.
However, since both ends of the copper wire 30 are attached to the second conductive pattern 24, the upper end of the copper wire 30 should be arranged in an arcuately curved shape, There is a disadvantage in that the control is difficult, and the copper wire is insufficient in rigidity to maintain the bent state, and there is a disadvantage that the copper wire may be broken by an external force during the manufacturing process.

본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 솔더 재질의 프리볼(pre-ball)과 몰딩 컴파운드 수지에 레이저 가공되는 관통 몰드 비아를 이용하여 기존의 베젤과 비교하여 저렴하여 양산성을 가질 수 있고, 또한 기존의 구리 와이어 대비 제조공정이 쉬우면서도 강건한 구조를 유지할 수 있도록 한 지문 인식용 반도체 장치 및 그 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to overcome the above-mentioned problems of the prior art, and it is an object of the present invention to provide a solder- The present invention also provides a semiconductor device for fingerprint recognition and a method of manufacturing the same, which are capable of mass production and capable of maintaining a robust structure that is easy to manufacture compared to conventional copper wires.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 구현예는: 지문 센서용 반도체 칩과, 지문 센서용 반도체 칩이 부착되는 기판과, 반도체 칩의 본딩패드와 기판의 제1전도성패턴 간에 연결된 도전성 와이어와, 반도체 칩의 상면에 형성된 지문 센싱부를 제외한 반도체 칩의 하부 및 도전성 와이어를 몰딩하여 봉지하는 몰딩 컴파운드 수지를 포함하는 지문 인식용 반도체 장치에 있어서, 상기 기판의 제2전도성패턴 위에 융착되는 프리 솔더볼과; 상기 몰딩 컴파운드 수지의 상면에서 프리 솔더볼의 상부까지 관통 형성되는 관통 몰드 비아와; 상기 관통 몰드 비아에 충진되어 프리 솔더볼과 도전 가능하게 연결되는 동시에 관통 몰드 비아의 주변의 몰딩 컴파운드 수지 표면에 걸쳐 코팅되는 전도성물질; 을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 지문 인식용 반도체 장치를 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device comprising: a semiconductor chip for a fingerprint sensor; a substrate to which a semiconductor chip for a fingerprint sensor is attached; a conductive wire connected between the bonding pad of the semiconductor chip and the first conductive pattern; And a molding compound resin for molding and sealing the lower portion of the semiconductor chip and the conductive wire except the fingerprint sensing portion formed on the upper surface of the semiconductor chip, the semiconductor device comprising: a pre-solder ball fused on the second conductive pattern of the substrate; ; A through-mold via formed through the top of the molding compound resin to the top of the pre-solder ball; A conductive material filled in the through mold vias and conductively connected to the pre-solder balls and coated over the surface of the molding compound resin around the through vias; The semiconductor device according to the present invention is a semiconductor device for fingerprint recognition.

바람직하게는, 상기 프리 솔더볼은 단일볼 또는 위 아래로 적층 부착된 더블볼 형태로 채택된 것임을 특징으로 한다.Preferably, the pre-solder balls are employed in the form of a single ball or a double ball laminated on top and bottom.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 구현예는: 지문 센서용 반도체 칩을 기판에 부착하는 단계와; 반도체 칩의 본딩패드와 기판의 제1전도성패턴 간을 도전성 와이어로 연결하는 단계와; 상기 기판의 제2전도성패턴 위에 프리 솔더볼을 융착시키는 단계와; 반도체 칩의 상면에 형성된 지문 센싱부를 제외한 반도체 칩의 하부를 비롯하여 도전성 와이어 및 프리 솔더볼을 몰딩 컴파운드 수지로 몰딩하여 감싸주는 단계와; 상기 몰딩 컴파운드 수지의 상면에서 프리 솔더볼의 상부까지 관통 몰드 비아를 가공하는 단계와; 전도성 물질을 관통 몰드 비아에 충진시켜 프리 솔더볼과 도전 가능하게 연결시키는 동시에 관통 몰드 비아의 주변의 몰딩 컴파운드 수지 표면에 걸쳐 코팅하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 지문 인식용 반도체 장치 제조 방법을 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: attaching a semiconductor chip for a fingerprint sensor to a substrate; Connecting a bonding pad of the semiconductor chip and a first conductive pattern of the substrate with a conductive wire; Fusing a pre-solder ball on the second conductive pattern of the substrate; Molding the conductive wire and the pre-solder ball, including the lower part of the semiconductor chip except the fingerprint sensing part formed on the upper surface of the semiconductor chip, with a molding compound resin; Machining through-mold vias from the top surface of the molding compound resin to the top of the pre-solder balls; Filling conductive material through the through-mold vias to conductively couple with the free solder balls and coating over the molding compound resin surface around the through-mold vias; The semiconductor device according to claim 1,

바람직하게는, 상기 기판의 제2전도성패턴 위에 프리 솔더볼을 부착할 때, 단일의 프리 솔더볼을 부착하거나, 두 개의 프리 솔더볼을 위 아래로 적층 부착하는 것을 특징으로 한다.Preferably, when attaching the pre-solder ball on the second conductive pattern of the substrate, a single pre-solder ball may be attached, or two pre-solder balls may be stacked up and down.

또한, 상기 관통 몰드 비아는 레이저 가공에 의하여 몰딩 컴파운드 수지의 상면에서 프리 솔더볼의 상부가 노출될 때까지 가공되는 것을 특징으로 한다.
Also, the through-mold via is processed by laser machining until the top of the pre-solder ball is exposed on the upper surface of the molding compound resin.

상기한 과제 해결 수단을 통하여, 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.Through the above-mentioned means for solving the problems, the present invention provides the following effects.

본 발명에 따르면, 지문 인식용 반도체 장치의 칩을 구동시키기 위하여 1차적으로 손가락이 접촉되는 부분의 구조를 기존의 베젤 및 구리 와이어를 배제하고, 솔더 재질의 프리볼(pre-ball)을 내재시킨 상태에서 몰딩 컴파운드 수지에 프리볼과 연통되는 관통 몰드 비아를 형성한 후, 전도성 물질을 코팅시킨 구조로 적용함으로써, 기존의 베젤과 비교하여 제조 비용이 저렴하고, 부피 및 무게를 절감할 수 있으므로, 보다 높은 양산 가능성을 제공할 수 있다.According to the present invention, in order to drive a chip of a semiconductor device for fingerprint recognition, the structure of a portion where a finger is firstly contacted is replaced with a structure in which a conventional bezel and a copper wire are excluded and a pre- In addition, since the molding compounded resin is formed with a through-mold via communicating with the pre-ball and then coated with a conductive material, the manufacturing cost is lower than that of the conventional bezel, and the volume and weight can be reduced. It is possible to provide a higher mass productivity.

또한, 기존의 구리 와이어는 기판에 휘어진 상태로 부착하기 위한 자체 강성이 부족하고, 제조시 핸들링에 어려움이 있었으나, 본 발명의 프리볼 및 관통 몰드 비아로 이루어진 구조는 제조공정이 쉬우면서도 강건한 구조를 유지할 수 있다.
In addition, the conventional copper wire lacks its own rigidity to be attached to the substrate in a bent state, and has difficulty in handling during manufacturing. However, the structure of the pre-ball and the through-mold via of the present invention has a structure that is easy to manufacture and has a robust structure .

도 1은 본 발명에 따른 지문 인식용 반도체 장치의 일 실시예를 나타내는 단면도,
도 2는 본 발명에 따른 지문 인식용 반도체 장치의 다른 실시예를 나타내는 단면도,
도 3은 본 발명에 따른 지문 인식용 반도체 장치를 나타내는 평면도,
도 4 및 도 5는 종래의 지문 인식용 반도체 장치를 나타내는 단면도.1 is a sectional view showing an embodiment of a semiconductor device for fingerprint recognition according to the present invention,
FIG. 2 is a cross-sectional view showing another embodiment of the semiconductor device for fingerprint recognition according to the present invention,
3 is a plan view showing a semiconductor device for fingerprint recognition according to the present invention,
4 and 5 are cross-sectional views showing a conventional semiconductor device for fingerprint recognition.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

첨부한 도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 지문 인식용 반도체 장치의 일 실시예 및 다른 실시예를 나타내는 단면도이고, 도 3은 그 평면도를 나타낸다.1 and 2 are cross-sectional views showing one embodiment and another embodiment of a semiconductor device for fingerprint recognition according to the present invention, and Fig. 3 is a plan view thereof.

도 1 및 도 2에서, 도면부호 10은 지문 센서용 반도체 칩을 나타내고, 도면부호 20은 반도체 칩이 탑재되는 기판을 나타낸다.1 and 2, reference numeral 10 denotes a semiconductor chip for a fingerprint sensor, and reference numeral 20 denotes a substrate on which a semiconductor chip is mounted.

전술한 바와 같이, 상기 지문 센서용 반도체 칩(10)의 상면에는 손가락이 슬라이드 접촉되면 지문의 패턴을 인식하는 지문 센싱부(12)가 형성되어 있고, 그 사방 테두리에는 와이어 본딩을 위한 본딩패드(11)가 형성되어 있으며, 또한 반도체 칩 주변의 기판(20) 상면에는 와이어 본딩을 위한 제1전도성패턴(22)이 형성되어 있다.As described above, the fingerprint sensing unit 12 for recognizing the pattern of the fingerprint is formed on the upper surface of the semiconductor chip 10 for the fingerprint sensor when the finger is slidably contacted. A bonding pad And a first conductive pattern 22 for wire bonding is formed on the upper surface of the substrate 20 around the semiconductor chip.

이렇게 구비된 지문 센서용 반도체 칩(10)은 기판(20)의 대략 중앙부에 구획된 칩 부착영역 위에 에폭시 수지와 같은 접착수단에 의하여 부착되고, 이어서 반도체 칩(10)의 본딩패드(11)와 기판(20)의 제1전도성패턴(22)이 도전성 와이어(14)로 상호 연결된다.The fingerprint sensor semiconductor chip 10 thus provided is attached to the chip attachment region divided at the substantially central portion of the substrate 20 by an adhesive means such as epoxy resin and then bonded to the bonding pad 11 of the semiconductor chip 10 The first conductive pattern 22 of the substrate 20 is interconnected with the conductive wire 14. [

즉, 반도체 칩(10)의 본딩패드(11)에 도전성 와이어가 1차 본딩(볼 본딩)된 후, 연이어 기판(20)의 제1전도성패턴(22)에 2차 본딩(스티치 본딩)이 이루어진다.That is, after the conductive wire is firstly bonded (ball-bonded) to the bonding pad 11 of the semiconductor chip 10, secondary bonding (stitch bonding) is successively performed on the first conductive pattern 22 of the substrate 20 .

다음으로, 상기 기판(20)의 제1전도성패턴(22)의 외곽쪽에 형성된 제2전도성패턴(24)에 프리 솔더볼(42)이 도전 가능하게 융착된다.Next, a pre-solder ball 42 is electrically fused to the second conductive pattern 24 formed on the outer side of the first conductive pattern 22 of the substrate 20.

보다 상세하게는, 상기 프리 솔더볼(42)은 기판(20)의 제2전도성패턴(24) 위에 도전 가능하게 리플로우 공정에 의하여 융착되는 것으로서, 도 1에 도시된 바와 같이 단일의 프리 솔더볼을 부착하거나, 또는 도 2에 도시된 바와 같이 두 개의 프리 솔더볼을 위 아래로 적층 부착시킬 수 있다.More specifically, the pre-solder ball 42 is fused to the second conductive pattern 24 of the substrate 20 in a conductive manner by a reflow process. As shown in FIG. 1, a single pre- Alternatively, two pre-solder balls may be stacked up and down as shown in FIG.

이때, 기판(20)의 제2전도성패턴(24) 위에 두 개의 프리 솔더볼을 적층시킨 경우에는 후술하는 바와 같이 레이저 가공에 의한 관통 몰드 비아의 깊이를 보다 얕게 가공할 수 있으므로, 레이저 가공이 보다 간단하게 이루어질 수 있는 잇점을 제공한다.At this time, when two pre-solder balls are laminated on the second conductive pattern 24 of the substrate 20, the depth of the through-mold via via laser processing can be made shallower as described below, And the like.

다음으로, 반도체 칩(10)을 비롯한 도전성 와이어(14), 프리 솔더볼(42) 등을 몰딩 컴파운드 수지(16)로 몰딩하여 봉지되는 상태가 되도록 한다.Next, the conductive wire 14, the pre-solder ball 42, and the like including the semiconductor chip 10 are molded with the molding compound resin 16 to be sealed.

이때, 몰딩용 몰드 금형(미도시됨)과 반도체 칩(10)의 지문 센싱부(12) 사이에 필름 또는 스페이서(미도시됨)를 배치하여 몰딩 컴파운드 수지가 지문 센싱부(12) 표면을 덮지 않도록 한다.At this time, a film or a spacer (not shown) is disposed between the mold die for molding (not shown) and the fingerprint sensing portion 12 of the semiconductor chip 10 so that the molding compound resin covers the surface of the fingerprint sensing portion 12 .

따라서, 상기 반도체 칩(10)의 상면에 형성된 지문 센싱부(12)는 손가락 등이 접촉되도록 몰딩 컴파운드 수지(16)로 봉지되지 않고 외부로 노출되는 상태가 된다.Therefore, the fingerprint sensing unit 12 formed on the upper surface of the semiconductor chip 10 is exposed to the outside without being sealed by the molding compound resin 16 so that the finger or the like is brought into contact with the fingerprint sensor.

이어서, 상기 몰딩 컴파운드 수지(16)의 상면에서 프리 솔더볼(42)의 상부까지 관통 몰드 비아(40)를 가공하는 단계가 진행된다.Then, the step of machining the through-mold via 40 from the upper surface of the molding compound resin 16 to the upper portion of the pre-solder ball 42 proceeds.

보다 상세하게는, 레이저 가공 장비로부터의 레이저 빔에 의하여 몰딩 컴파운드 수지(16)의 상면에 일정 깊이의 관통 몰드 비아(40)가 형성되는 바, 이 관통 몰드 비아(40)는 몰딩 컴파운드 수지(16)의 상면에서 프리 솔더볼(42)의 상부가 노출될 때까지의 깊이로 가공된다.More specifically, a penetrating mold via 40 having a predetermined depth is formed on the upper surface of the molding compound resin 16 by a laser beam from a laser processing equipment. The penetrating mold via 40 is formed of a molding compound resin 16 To the depth of the upper surface of the pre-solder ball 42 until the top of the pre-solder ball 42 is exposed.

다음으로, 상기 관통 몰드 비아(40)내에 전도성 물질(28)을 충진시켜 프리 솔더볼(42)과 도전 가능하게 연결시키는 동시에 전도성 물질(28)을 관통 몰드 비아(40)의 주변의 몰딩 컴파운드 수지 표면에 걸쳐 코팅하되, 손가락이 접촉 가능한 면적으로 코팅하는 단계가 진행된다.The conductive material 28 is then filled into the through-mold via 40 to electrically connect the conductive material 28 to the pre-solder ball 42 and the conductive material 28 to the molding compound resin surface A step of coating with an area in which the fingers can be contacted is carried out.

최종적으로, 기판(20)의 저면에 형성된 볼패드에 솔더볼(18)을 융착하는 단계가 더 진행됨으로써, 본 발명의 지문 인식용 반도체 장치가 완성된다.Finally, the step of fusing the solder balls 18 to the ball pads formed on the bottom surface of the substrate 20 is further performed, thereby completing the semiconductor device for fingerprint recognition of the present invention.

이렇게 완성된 지문 인식용 반도체 장치는 솔더볼(18)을 매개로 지문 인식용 전자기기의 마더보드에 부착된다.The completed semiconductor device for fingerprint recognition is attached to the mother board of the electronic device for fingerprint recognition via the solder ball 18. [

따라서, 사용자가 손가락을 1차적으로 프리 솔더볼(42) 위에 코팅된 전도성 물질(28) 위에 접촉하면, 지문 인식용 반도체 칩(10)의 지문 인식 활성을 위한 인에이블 구동 신호가 지문 인식용 전자기기의 마더보드쪽으로 입력되고, 마더보드에서는 지문 인식용 반도체 칩(10)에 지문 인식 구동 신호를 보냄으로써, 지문 인식용 반도체 칩(10)이 지문 인식을 위하여 인에이블되는 상태가 된다.Therefore, when the user touches the finger on the conductive material 28 coated on the pre-solder ball 42, the enable drive signal for the fingerprint recognition activity of the fingerprint recognition semiconductor chip 10 is transmitted to the electronic device for fingerprint recognition And the motherboard sends a fingerprint recognition drive signal to the semiconductor chip 10 for fingerprint recognition so that the fingerprint recognition semiconductor chip 10 is enabled for fingerprint recognition.

연이어, 사용자가 손가락을 2차적으로 지문 센서용 반도체 칩(10)의 지문 센싱부(12)에 슬라이드 접촉시키면, 지문 센싱부(12)에서 사용자의 지문 패턴을 인식하는 동시에 지문의 패턴을 인식한 신호를 도전성 와이어(14)와, 기판(20)의 제1전도성패턴(22)과, 솔더볼(18)을 통하여 지문 인식용 전자기기의 마더보드쪽으로 전송하게 되고, 이에 마더보드의 메모리부에 기입력된 사용자의 지문과 대조하는 로직이 진행됨으로써, 사용자 지문에 대한 인증 여부가 결정된다.When the finger is secondarily brought into slide contact with the fingerprint sensing unit 12 of the semiconductor chip 10 for fingerprint sensor, the fingerprint sensing unit 12 recognizes the fingerprint pattern of the user and recognizes the pattern of the fingerprint The signal is transmitted to the mother board of the electronic device for fingerprint recognition through the conductive wire 14, the first conductive pattern 22 of the board 20 and the solder ball 18, The logic to check the fingerprint of the input user is performed, thereby determining whether or not the user fingerprint is authenticated.

이상과 같이, 본 발명은 지문 인식용 반도체 장치를 제공하고자 한 것으로서, 지문 인식용 반도체 칩(10)의 인에이블을 위하여 1차적으로 손가락을 접촉시키는 부분의 구조를 기존의 베젤 및 구리 와이어와 달리, 프리 솔더볼(42)과 관통 몰드 비아(40)를 이용하여 새롭게 구성함으로써, 제조 비용이 저렴하고, 부피 및 무게를 절감할 수 있으며, 보다 높은 양산 가능성을 제공할 수 있다.
As described above, the present invention is intended to provide a semiconductor device for fingerprint recognition, in which the structure of a portion that primarily contacts a finger for enabling the semiconductor chip 10 for fingerprint recognition is different from the conventional bezel and copper wire , The pre-solder ball 42 and the through-mold via 40, it is possible to reduce the manufacturing cost, reduce the volume and weight, and provide a higher mass productivity.

10 : 지문 센서용 반도체 칩
11 : 본딩패드
12 : 지문 센싱부
14 : 도전성 와이어
16 : 몰딩 컴파운드 수지
18 : 솔더볼
20 : 기판
22 : 제1전도성패턴
24 : 제2전도성패턴
26 : 베젤
28 : 전도성 물질
30 : 구리 와이어
40 : 관통 몰드 비아
42 : 프리 솔더볼10: Semiconductor chip for fingerprint sensor
11: bonding pad
12: Fingerprint sensing part
14: conductive wire
16: Molding compound resin
18: Solder ball
20: substrate
22: first conductive pattern
24: second conductive pattern
26: Bezel
28: Conductive material
30: Copper wire
40: Through Mold Via
42: free solder ball

Claims (5)

지문 센서용 반도체 칩(10)과, 지문 센서용 반도체 칩(10)이 부착되는 기판(20)과, 반도체 칩(10)의 본딩패드(11)와 기판(20)의 제1전도성패턴(22) 간에 연결된 도전성 와이어(14)와, 반도체 칩(10)의 상면에 형성된 지문 센싱부(12)를 제외한 반도체 칩(10)의 하부 및 도전성 와이어(14)를 몰딩하여 봉지하는 몰딩 컴파운드 수지(16)를 포함하는 지문 인식용 반도체 장치에 있어서,
상기 기판의 제2전도성패턴(22) 위에 융착되는 프리 솔더볼(42)과;
상기 몰딩 컴파운드 수지(16)의 상면에서 프리 솔더볼(42)의 상부까지 관통 형성되는 관통 몰드 비아(40)와;
상기 관통 몰드 비아(40)에 충진되어 프리 솔더볼(42)과 도전 가능하게 연결되는 동시에 관통 몰드 비아(40)의 주변의 몰딩 컴파운드 수지(16) 표면에 걸쳐 코팅되는 전도성 물질(28);
을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 지문 인식용 반도체 장치.
The fingerprint chip semiconductor chip 10, the substrate 20 to which the fingerprint sensor semiconductor chip 10 is attached, the bonding pad 11 of the semiconductor chip 10, and the first conductive pattern 22 of the substrate 20. A molding compound resin 16 for molding and sealing the lower portion of the semiconductor chip 10 and the conductive wire 14 except for the fingerprint sensing portion 12 formed on the upper surface of the semiconductor chip 10, 2. The semiconductor device according to claim 1,
A pre-solder ball (42) fused onto the second conductive pattern (22) of the substrate;
A through-mold via 40 penetratingly formed from the upper surface of the molding compound resin 16 to an upper portion of the pre-solder ball 42;
A conductive material 28 filled in the through mold via 40 so as to be conductively connected to the free solder ball 42 and coated over the surface of the molding compound resin 16 around the through mold via 40;
Wherein the semiconductor device is a semiconductor device.
청구항 1에 있어서,
상기 프리 솔더볼(42)은 단일볼 또는 위 아래로 적층 부착된 더블볼 형태로 채택된 것임을 특징으로 하는 지문 인식용 반도체 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the pre-solder ball (42) is adopted as a single ball or in the form of a double ball laminated up and down.
지문 센서용 반도체 칩(10)을 기판(20)에 부착하는 단계와;
반도체 칩(10)의 본딩패드(11)와 기판(20)의 제1전도성패턴(22) 간을 도전성 와이어(14)로 연결하는 단계와;
상기 기판(20)의 제2전도성패턴(24) 위에 프리 솔더볼(42)을 융착시키는 단계와;
반도체 칩(10)의 상면에 형성된 지문 센싱부(12)를 제외한 반도체 칩(10)의 하부를 비롯하여 도전성 와이어(14) 및 프리 솔더볼(42)을 몰딩 컴파운드 수지(16)로 몰딩하여 감싸주는 단계와;
상기 몰딩 컴파운드 수지(16)의 상면에서 프리 솔더볼(42)의 상부까지 관통 몰드 비아(40)를 가공하는 단계와;
전도성 물질(28)을 관통 몰드 비아(40)에 충진시켜 프리 솔더볼(42)과 도전 가능하게 연결시키는 동시에 관통 몰드 비아(40)의 주변의 몰딩 컴파운드 수지 표면에 걸쳐 코팅하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 지문 인식용 반도체 장치 제조 방법.
Attaching a semiconductor chip (10) for a fingerprint sensor to a substrate (20);
Connecting the bonding pad (11) of the semiconductor chip (10) and the first conductive pattern (22) of the substrate (20) with a conductive wire (14);
Fusing a pre-solder ball (42) onto a second conductive pattern (24) of the substrate (20);
Molding and wrapping the conductive wire 14 and the pre-solder ball 42 with the molding compound resin 16 including the lower part of the semiconductor chip 10 except for the fingerprint sensing unit 12 formed on the upper surface of the semiconductor chip 10. Wow;
Machining the through-mold vias (40) from the top surface of the molding compound resin (16) to the top of the pre-solder balls (42);
Filling the conductive material 28 into the through mold vias 40 to conductively connect to the pre-solder balls 42 and coating over the molding compound resin surface around the through mold vias 40;
Wherein the semiconductor device is a semiconductor device.
청구항 3에 있어서,
상기 기판(20)의 제2전도성패턴(24) 위에 프리 솔더볼(42)을 부착할 때, 단일의 프리 솔더볼을 부착하거나, 두 개의 프리 솔더볼을 위 아래로 적층 부착하는 것을 특징으로 하는 지문 인식용 반도체 장치 제조 방법.
The method of claim 3,
Characterized in that when mounting the pre-solder balls (42) on the second conductive pattern (24) of the substrate (20), a single pre-solder ball is attached or two pre- A method of manufacturing a semiconductor device.
청구항 3에 있어서,
상기 관통 몰드 비아(40)는 레이저 가공에 의하여 몰딩 컴파운드 수지(16)의 상면에서 프리 솔더볼(42)의 상부가 노출될 때까지 가공된 것임을 특징으로 하는 지문 인식용 반도체 장치 제조 방법.The method of claim 3,
Wherein the through-mold via (40) is fabricated by laser machining until the top of the pre-solder ball (42) is exposed on the top surface of the molding compound resin (16).
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